Architettura Sostenibile: Anders Nyquist e la Progettazione Sistemica. La Sintesi dell’architetto svedese: principi, metodi, concetti, opportunità e modelli. 1° Parte

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Bioarchitettura

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Pubblicato il giorno 28 aprile 2008 - Nessun commento



   


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A cura di Dario Toso e Luca Mottino

Anders Nyquist, architetto di nazionalità svedese che da diversi anni ha intrapreso la strada dell’architettura sostenibile, sviluppando concetti riassumibili con termini quali “Green Building” and “Green Planning”. La visione sistemica lo porta a pensare ad eco-abitazioni costituenti piccoli villaggi a livello locale e a città sostenibili, integrate con il territorio, in una prospettiva globale. All’inizio della sua carriera le sue idee sono state spesso bocciate dal governo Svedese perché le riteneva troppo costose e difficilmente applicabili. Adesso per fortuna, la situazione è notevolmente cambiata, e il Governo attuale ha deciso di intraprendere una politica “verde” anche in campo edilizio. La sensibilizzazione su questo tema ha fatto sì che nel 1996 sia stata istituita, dal Governo svedese, una delegazione responsabile di far rispettare alla nazione gli accordi stipulati durante il Summit mondiale di Rio del 1992 e riassunti all’interno dell’Agenda 21.

Il mondo dell’architettura è stato coinvolto in questa politica e le maggiori compagnie legate all’edilizia hanno sviluppato una propria politica ambientale certificata in accordo con la norma ISO 14001. La Svezia rappresenta, però, un caso, tutto sommato, isolato e l’esportazione della tecnologia e della metodologia sviluppata da Nyquist risulta, per il momento, abbastanza difficile. Il passato è fonte di sapere oltre che essere un grande contenitore di esperienze. L’umanità per migliaia di anni ha saputo costruire abitazioni in luoghi e climi diversi. Dobbiamo prendere spunto da ciò che è riuscito a resistere fino ai nostri tempi integrando questo sapere con quello che la tecnologia è in grado di offrirci. Bisogna iniziare a pensare e abitare in modo sostenibile aspettando che il mercato cresca.

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Ci sono molti strumenti per pianificare la sostenibilità:
- Agenda 21
- Politiche per la pianificazione e per la costruzione
- Rendere visibili gli ecosistemi
- Incentivare chi decide di intraprendere la strada della
sostenibilità
- Dare “buoni esempi” basati sull’esperienza
- Politica di educazione ambientale
- Gestione ambientale
- Normative ambientali

> Pensiero Lineare. La nostra società è costruita tutta intorno ad un pensiero lineare. Una sorta di pensiero che si trova ovunque senza distinzione di lingua, anche in molte industrie e forse nella nostra vita privata di tutti i giorni. Il pensiero lineare ha la sua origine nella società industrializzata e dispone di un sistema a larga scala. E’ la comunità che si prende cura degli scarti di produzione. La città può essere paragonata ad un sistema ecologico come un formicaio, che però non funziona. Il formicaio infatti sfrutta solo l’energia fornitagli dal sole, dalla fotosintesi e dalla vita biologica; inoltre non ci sono rifiuti mentre gli scarti prodotti dalle formiche sono parte per l’inizio di una nuova vita.

> Pensiero Circolare. Si basa sull’energia solare, fotosintesi e vita biologica. E’ un sistema a piccola scala. Gli abitanti si prendono cura degli scarti prodotti.

> Come riuscire ad avere città ed abitazioni verdi? Nyquist dà alcune linee guida per incominciare ad intraprendere la strada della sostenibilità:

  1. Il primo passo per raggiungere questo importante obiettivo consiste nel cercare di sfruttare le nostre conoscenze affinché le generazioni future possano vivere in modo accettabile.
  2. Bisogna quindi cambiare lo stile di vita e la mentalità atte al consumo sfrenato.
  3. Si devono intraprendere iniziative personali senza aspettare le decisioni politiche.
  4. Si devono condividere con gli altri le conoscenze che si hanno per il bene dell’umanità e dell’intero ecosistema e bisogna fondere le vecchie tecniche costruttive con le tecnologie ambientalmente sostenibili.
  5. In architettura deve esistere un rapporto stretto tra esigenze della comunità, città verdi ed eco-case.
  6. Nella pianificazione di questo nuovo scenario si deve tenere in considerazione il fatto che casa, lavoro, cultura e tempo libero dovranno formare un’unica entità.
  7. Coloro che desiderano aumentare le proprie conoscenze nella pianificazione di progetti eco-sostenibili devono unirsi il prima possibile ai gruppi di progetto affinché ognuno possa dare più informazioni, più riferimenti. In tal modo lo standard di qualità del processo si eleva.

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Una soluzione a problemi di tipo economico può essere la costruzione di una casa sostenibile in più fasi. Nel primo step vengono realizzati gli ambienti fondamentali di una abitazione (entrata, cucina, bagno, camera da letto). Nel successivo step si pianificano degli ampliamenti costituiti da altri ambienti.

> Le case private

Statistiche eseguite da istituti internazionali indicano che circa il 30% degli edifici costruiti negli ultimi 50 anni in tutto il mondo versano in uno stato di estrema usura e degrado. Molti sono i fattori che concorrono a questi risultati: materiali scadenti, tecniche costruttive troppo veloci e qualitativamente inadeguate, mancanza di manutenzione, umidità, lavori mal eseguiti.

Nyquist fa una distinzione tra due tipologie di case: quelle a flusso lineare e quelle a flusso circolare. La prima è la casa costruita con i metodi tradizionali (post-industriali) in cui tanto si consuma e tanto si disperde nell’ambiente. La seconda tipologia è una casa sostenibile che sfrutta il flusso ecologico; energia, acqua, aria e materiali vengono trattati e re-immessi nel flusso esistenziale degli abitanti limitando gli sprechi e gli scarti. In questo caso gli scarti provenienti dalla cucina e dal giardino possono essere compostati a casa. Le ceneri provenienti dal camino possono essere disperse nelle foreste circostanti o portate in aree che producono bioenergia. .

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Le acque grigie trattate biologicamente possono essere riutilizzate per l’irrigazione. L’acqua piovana usata come acqua fresca per i sanitari e non come acqua potabile. Le feci possono essere compostate in particolari ecocompositori. Le urine possono essere diluite con 10 parti di acqua e utilizzate come fertilizzante. Un essere umano annualmente produce circa 6 Kg di idrogeno, 1 Kg di fosforo e 1 kg di potassio che rappresentano gli stessi fertilizzanti di cui hanno bisogno 500 m di terreno coltivabile nel Nord Europa.

Per queste ragioni vengono separate le feci dalle urine in modo da re-immetterle come risorse nel sistema. Le urine filtrate possono essere immagazzinate in cisterne sotterranee per 6 mesi prima di utilizzarle. Le feci trattate con la vermicoltura per eliminare i virus possono essere utilizzate come combustibile, avendo lo stesso potere calorifero del legno, oppure utilizzarle come concime poiché nella terra i virus contenuti muoiono a pH 12. Moderni impianti per il trattamento delle acque sporche ricevono gli scarti provenienti dall’industria, dall’uso domestico e dall’agricoltura. L’acqua grigia risulta contaminata da polveri metalliche, batteri, virus, agenti chimici, etc. Inoltre, la rete di distribuzione risulta essere molto spesso costituita da una rete di tubi le cui condizioni sono di totale degrado ed usura. I buchi che si vengono a creare provocano pericolose fuoriuscite nel terreno, nei laghi e nei fiumi andando a contaminare le falde acquifere.

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> Casa ufficio (eco-casa)

Il progetto della eco-casa è stato realizzato dall’architetto svedese con l’intento di dimostrare all’opinione pubblica come sia possibile vivere in modo eco-sostenibile grazie all’utilizzo di tecniche costruttive semplici ed economiche. Questo progetto riguarda infatti la realizzazione dell’abitazione personale di Nyquist e racchiude tutto il pensiero di questo straordinario architetto. Il tetto, che viene utilizzato anche come orto per produrre patate e frutta, e 3 lati della cosa sono ricoperti da terrapieni come se l’abitazione fosse una vecchia cantina svedese.

Questa soluzione è stata scelta perché la temperatura sotto il terreno non scende mai sotto i 5° anche durante l’inverno (anche nelle zone prossime al Circolo Polare Artico). Questo comporta un diretto risparmio energetico in quanto l’aria all’interno dell’abitazione deve essere riscaldata unicamente di 15°-18° per essere portata alla temperatura ottimale.

La presenza della neve durante l’inverno migliora ulteriormente l’isolamento termico. In estate invece l’ambiente rimane fresco. La casa + ufficio si estende per 125 mq e consuma in totale circa 5000KW/h all’anno che rappresenta appena 1/5 del consumo di un’abitazione comune. Inoltre questi 5000KW/h vengono acquistati da una rete fornita da energia eolica e quindi rinnovabile. Il sistema di ventilazione all’interno della casa è garantito da un sistema di tubi che scorrono nel terreno. In inverno, se l’aria esterna è di – 20°, all’interno del tubo è di 0° e viene distribuita nei locali per mezzo di grandi ventole. Il buco nell’abitazione da cui fuoriesce l’arai può essere considerato un enorme scambiatore termico.

Lasciando la casa disabitata in inverno per due settimane senza il riscaldamento acceso, la temperatura interna rimarrà costante a 10° anche se fuori ci sono -20°. Un aiuto ulteriore per aumentare la temperatura interna viene fornito dal calore prodotto dall’energia solare in modo passivo, dal corpo umano e dalle luci quando sono accese. Per il riscaldamento viene utilizzato inoltre un camino ad alta efficienza che brucia la legna raccolta in loco. Per garantire l’acqua calda viene utilizzato un boiler riscaldato grazie ai pannelli solari. Questi ultimi forniscono alla famiglia abbastanza energia per avere acqua calda 6 mesi all’anno.

All’interno dell’abitazione il water separa i rifiuti solidi da quelli liquidi; le urine vengono re-immesse come fertilizzante mentre le feci diventano concime trasformato dai vermi che producono il migliore strato superficiale del terreno. L’acqua sporca viene trattata biologicamente ed utilizzata nell’irrigazione. La metà del cibo consumato dall’architetto e dalla sua famiglia viene prodotto dal loro orto e pescato dalle acque del mare poco distante dall’abitazione. Le piante sono state piantate sul lato sud-ovest della casa.

Possiedono delle viti da pergolato che producono circa 100 Kg di uva l’anno. La visione sistemica applicata alla progettazione di questa abitazione emerge nel concetto di riuso e riciclo che riguarda tutti gli aspetti della casa; molti componenti, infatti, sono assemblati tramite connessioni reversibili per facilitare lo smontaggio e favorire così il cambiamento e l’evoluzione dell’edificio. Le installazioni elettriche sono coibentate in modo da ridurre le radiazioni  elettromagnetiche

La gestione della casa-ufficio comporta una spesa mensile di 176,69 € che risulta essere inferiore all’affitto di un appartamento per studenti nel resto della Svezia. Il mezzo utilizzato dall’architetto per gli spostamenti, ridotti al minimo per il fatto di avere unito la casa e l’ufficio, è un’auto alimentata ad etanolo prodotto localmente grazie alla triturazione della carta. Nel bagagliaio viene comunque sempre tenuta una piccola bicicletta pieghevole per i piccoli spostamenti. Grazie a questa dimostrazione tangibile della sua teoria innovativa e agli altri esempi della sua architettura, Nyquist è diventato un richiestissimo docente universitario part-time.

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Nyquist elabora i principi fondamentali per iniziare a progettare un green village senza fare compromessi; per raggiungere questo obiettivo bisogna partire dalla domande: “che tipo di vita si vuole condurre in questo villaggio?”, “quale idea di business ci sta dietro?” A questo punto bisogna scrivere un programma che integri:

  1. Visione sociale.
  2. Visione ecologica.
  3. Visione tecnica.
  4. Visione economica.

> Che cosa serve per iniziare?

Bisogna trovare un appezzamento di terreno conveniente dal punto di vista economico che abbia rifornimenti idrici da falde locali. Bisogna innanzi tutto riuscire a prelevare l’acqua dalle falde attraverso dei pozzi e bisogna creare un piccolo impianto di trattamento di acqua sporca riutilizzata per l’irrigazione assieme all’acqua piovana. Utilizzare energia da fonti rinnovabili preferibilmente solare, idrica e eolica. Per la realizzazione delle abitazioni è preferibile incominciare a costruire un piccolo nucleo capace di espandersi successivamente utilizzando materiali locali con tecniche costruttive compatibili con il clima locale.

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La progettazione di questo primo esempio di architettura sostenibile si è avvalsa della collaborazione della moglie dell’architetto svedese che lo affiancherà per tutta la sua carriera. Il villaggio turistico nasce su 18 ettari prima adibiti a terreno agricolo vicino al mare ed è concepito per ospitare un massimo di 30 famiglie. Per la costruzione delle case si utilizza il legno locale e soprattutto si sfruttano le tecnologie costruttive del posto favorendo gli utenti interessati a costruirsi direttamente la propria abitazione. Il progetto prevedeva inoltre che l’approvvigionamento delle risorse idriche avvenisse in maniera autosufficiente. L’applicazione della visione sistemica al progetto del villaggio comportava benefici anche dal punto di vista economico in quanto il ricavato della vendita delle abitazioni veniva reinvestito nell’ampliamento e nella manutenzione del villaggio. Mentre l’aspetto esteriore delle abitazioni era direttamente disegnato da Nyquist e non presentava differenze sostanziali tra una asa e l’altra, il design interno era a discrezione dell’utente.

Un peso importante in fase di progettazione è stato dato alla collocazione di aree verdi fruibili da tutti gli abitanti del villaggio. È stato creato un vano comune per il deposito dei materiali necessari alla manutenzione del villaggio che veniva gestito a rotazione da ogni membro per circa due anni. Questo sistemi di amministrazione genera una rete di lavoro socialmente utile in quanto ognuno, per un determinato periodo, è responsabile del benessere degli altri.

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Green Zone è una stazione di servizio per motociclisti a Umeå, Svezia. Progettata ai fini di esempio pratico per creare una struttura ecologicamente sostenibile, impiega una tecnologia innovativa per minimizzare il suo impatto nell’ambiente. Green Zone si serve solo d’energia e materiale rigenerato e ricicla acqua, calore e scarichi in sistemi chiusi. Dispone di speciali installazioni dotate di impianti tropicali per purificare l’aria da particelle e gas e impiega collettori solari per risparmiare energia e creare una serena atmosfera di lavoro.

Per Carsted, l’ideatore del progetto Green Zone, era importante dimostrare che era possibile creare un edificio ecologicamente sostenibile proprio nel caso di una stazione di servizio per motociclisti. Per poter trasmettere l’esperienza di strutture ecologiche a società influenti che potrebbero applicare e diffondere questo modo di pensare in scala internazionale, egli ha invitato aziende come Ford, McDonalds e Statoil a prendere parte alla costruzione del sito. In termini finanziari, Green Zone dimostra che strutture ecologicamente sostenibili possono fornire notevoli vantaggi economici. Tutti coloro che hanno partecipato e che continuano a partecipare a questo progetto sono stati educati verso le questioni ambientali. Tutte le iniziative di Green Zone sono state certificate in accordo con l’ISO 14001.

L’obiettivo di Green Zone è quello di stimolare pensieri innovativi ed incrementare le conoscenze nel campo dell’edilizia ecologica. I principi applicati alla Green Zone sono un chiaro esempio dei vantaggi che la progettazione sistemica è capace di dare sia da un punto di vista ambientale che economico.

Gli aspetti più interessanti di questi vantaggi, che elenchiamo di seguito, danno un chiaro segno del grado di innovazione di questo tipo di approccio:

  1. Uso di materiali riciclabili 99%.
  2. risparmio energetico del 60%.
  3. Possibile riutilizzo dei nutrimenti 100%.
  4. Energia da fonti rinnovabili 100%.
  5. Risparmio grazie all’utilizzo dell’energia solare per il riscaldamento 60%.
  6. Superficie di raccolta dell’acqua 100%.
  7. Risparmio del consumo di acqua potabile 70%.

Queste sono le caratteristiche principali che rendono la Green Zone un’esperienza unica e innovativa nel campo della sostenibilità ambientale:

  1. L’applicazione del pensiero circolare per ottenere un riciclo totale in armonia con l’ecosistema naturale.
  2. Il rispetto della biodiversità locale.
  3. L’utilizzo di materiali costruttivi capaci di svolgere diverse funzioni e riutilizzabili a fine vita.
  4. Il riciclo del calore proveniente dalla cucina e dagli impianti di refrigerazione.
  5. L’utilizzo di pompe di calore che spingono l’aria attraverso il terreno nell’edificio per riscaldare e rinfrescare gli ambienti.
  6. Pannelli solari che scaldano l’aria durante l’autunno, l’inverno e la primavera.
  7. Lucernai che illuminano gli ambienti grazie alla luce del sole.
  8. Utilizzo di cablaggi senza rivestimenti in PVC che possono essere riutilizzati.
  9. Particolare attenzione alla schermatura da radiazioni di onde elettromagnetiche delle installazioni elettriche.
  10. Le piante tropicali rinfrescano i locali all’interno.
  11. Nella rimessa di automobile c’è un sistema di ventilazione che aspira i fumi e fa circolare aria fresca in modo naturale.
  12. I clienti hanno una vitale importanza per il progetto.
  13. I Flimmer Filters purificano l’aria usando microfibre.
  14. I tetti verdi in combinazione con l’acqua piovana creano un piccolo ecosistema che diventa parte del sistema di raffreddamento dei locali in estate e aumenta l’isolamento termico in inverno.
  15. Viene utilizzata erba resistente al posto dell’asfalto.
  16. E’ stata creata una riserva d’acqua nel giardino che serve da fitodepuratore.
  17. Il 100% dell’acqua di scarico del lavaggio auto viene purificata attraverso un impianto interno.
  18. I sevizi igienici sono a bassi consumi d’acqua.

In fase progettuale è stato fatto LCC (Life Cycle Cost) che comparato con quello di un edificio ordinario segna in fase di costruzione un costo maggiore del 17% che viene recuperato in breve tempo in fase di esercizio e fa segnare a fine vita un vantaggio del 7%.

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La Laggaberg School di Timra è una delle due scuole ambientali nel distretto di Sundsvall che oltre a dare le basi culturali agli alunni insegna loro i principi del ciclo della vita integrando le comuni lezioni teoriche con attività pratiche nell’orto; inoltre i bambini, che hanno a disposizione computer con accesso a internet vengono resi consapevoli sui sistemi energetici provenienti da fonti rinnovabili che alimentano la scuola.

Il motore della scuola è la “responsabilità”. L’edificio principale fu costruito nel 1933, ristrutturata ed ampliata tra il 1994 e il 1995. Le caratteristiche che contraddistinguono questo innovativo progetto sono le seguenti:

  1. Utilizzo di materiali naturali con basse emissioni e totalmente riutilizzabili.
  2. Energia proveniente da fonti rinnovabili (solare e combustione di pellets).
  3. Impiego di energia solare attiva e passiva- pareti e soffitti costruiti con il sistema d’isolamento naturale Termoträ.
  4. Sistema di ventilazione naturale.
  5. Pareti verniciate di colore nero, pannelli solari e tubi sotterranei per il preriscaldamento dell’aria insufflata.
  6. Bassa emissione di radiazioni elettromagnetiche degli impianti elettrici grazie a dellecapsule protettive.
  7. Servizi igienici dotati di sistemi di separazione feci/urine.
  8. Coltivazioni nelle aree verdi intorno alla scuola; ai bambini è stato insegnato comepiantare meli e alberi da frutta.
  9. Riciclo degli scarti prodotti, gli alunni sono responsabili del trattamento dei rifiuti.

L’intera scuola e il suo innovativo design può essere usata come esempio nell’educazione ambientale. L’esperienza maturata in questa scuola sarà utilizzata quando le autorità decideranno di ristrutturare tutte le altre scuole in futuro.

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Ventilazione attraverso il sistema “Levande Filter” con piante tropicali

Per garantire un bioclima ideale all’interno delle abitazioni, Nyquist utilizza due sistemi di ventilazione che vengono spesso combinati nel progetto e che servono a garantire da un lato la temperatura ottimale e dall’altro un buon grado di ossigenazione dell’aria. Il primo sfrutta la temperatura costante del terreno per riscaldare d’inverno l’edificio e rinfrescarlo d’estate. Muovere il calore anziché crearlo comporta un dispendio di elettricità molto minore, e ciò sta alla base della convenienza offerta da questo sistema rispetto alle resistenze elettriche dei radiatori termici. Purtroppo con il clima svedese la piena funzionalità delle pompe di calore e’ fortemente limitata dalla temperature rigide. Per riscaldare l’ambiente viene associato a questo sistema di ventilazione un sistema a combustione di biomasse (legno, pellets).

Grazie ad un sistema di tubi l’aria proveniente dall’esterno viene convogliata sotto terra per essere immessa all’interno dei locali. Lo spostamento d’aria avviene grazie al vuoto creato all’interno dei camini posti sul tetto. In inverno, se l’aria esterna è di – 20°, all’interno del tubo è di 0° e viene distribuita nei locali per mezzo di grandi ventole. Il buco nell’abitazione da cui fuoriesce l’aria può essere considerato un enorme scambiatore termico. Lasciando la casa disabitata in inverno per due settimane senza il riscaldamento acceso, la temperatura interna rimarrà costante a 10° anche se fuori ci sono -20°.

Un aiuto ulteriore per aumentare la temperatura interna viene fornito dal calore prodotto dall’energia solare in modo passivo, dal corpo umano e dalle luci quando sono accese. Per garantire un buon livello della qualità dell’aria, l’architetto svedese utilizza piante tropicali, che grazie al processo fotosintetico trasformano la CO2 in ossigeno. Inoltre, queste piante, riescono a pulire l’aria da particelle inquinanti dannose alla salute. Esistono diversi esempi di sistemi analoghi in architettura che sfruttano le risorse naturali per creare un microclima ideale all’interno dell’edificio.

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Fin dal X secolo sono comparse in Iran e Pakistan, paesi caratterizzati da clima desertico (giorno molto caldo e notti fredde) le torri del vento (“bandgeers” che in persiano significa letteralmente “acchiappa vento”), che funzionano come veri e propri condizionatori d’aria per il raffrescamento degli ambienti interni. Una torre del vento è una specie di camino, diviso in più sezioni da setti verticali in mattoni. Durante la notte la torre si raffredda; di giorno, l’aria a contatto con la muratura si raffredda a sua volta e diventando così più densa, scende verso il basso ed entra nell’edificio.

Quando vi è vento, l’aria entra nella torre dal lato esposto al vento, scende e passa nell’edificio: la pressione di quest’aria fresca spinge fuori quella calda preesistente. Durante il giorno la torre si riscalda, questo calore è ceduto all’aria durante la notte, creando una corrente ascendente. Qualche analogia con questo sistema si ritrova in un esempio italiano del ‘500, un gruppo di sei ville vicino a Vicenza: esse sono dotate di un intelligente sistema di cunicoli sotterranei (covoli) per raffrescare gli ambienti nella stagione estiva, cavità in parte naturali ed in parte artificiali poste all’interno della collina su cui sorgono le ville.

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